電氣傳動(dòng)中變頻器應(yīng)用技術(shù)研究

許健

（銅陵有色設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，安徽 銅陵244000）

變頻技術(shù)基于交流電機(jī)無(wú)級(jí)變速技術(shù)下不斷發(fā)展，而稱為可控硅SCR 的電力半導(dǎo)體組件晶閘管，代表著變頻技術(shù)時(shí)代的到來(lái)。在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，直流電機(jī)有著較為廣泛的應(yīng)用，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，因?yàn)榇嬖谝欢ㄈ毕莸闹绷麟姍C(jī)逐漸遭到淘汰，人們更加希望融合直流電機(jī)的優(yōu)勢(shì)與交流電機(jī)相結(jié)合，更好的輔助企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展?；谧冾l器性能基礎(chǔ)上，矢量控制技術(shù)的出現(xiàn)，更加提高變頻器性能的同時(shí)，更能夠保證企業(yè)更好的應(yīng)用。

1 變頻器構(gòu)成

從變頻器工作結(jié)構(gòu)視角下來(lái)看，主要包括交流-交流、交流-直流-交流兩種結(jié)構(gòu)。結(jié)合變頻器兩種工作結(jié)構(gòu)下，得以具有差異性的電力轉(zhuǎn)化頻率形成。行業(yè)人士將交流-交流的形式簡(jiǎn)稱為直接式變頻器，而交流-直流-交流形成稱之為間接式變頻器。涵蓋中間電路、逆變器、整流器以及控制電路四個(gè)方面的變頻器，在確保交流電有效轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷幕A(chǔ)上，對(duì)控制信號(hào)等進(jìn)行信息傳遞。其中對(duì)于整流器來(lái)說(shuō)，可以劃分為可控與不可控結(jié)構(gòu)類型，通過(guò)其中的單相與三相交流電源的連接形式，從中直流電壓脈動(dòng)的出現(xiàn)，為設(shè)備的有序運(yùn)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；逆變器最為關(guān)鍵的性能，一方面是逆變電流，另一方面就是具有整流器的性能。電動(dòng)機(jī)設(shè)備之所以能夠穩(wěn)定運(yùn)行，主要就是借助整流器部分，對(duì)直流電有效的轉(zhuǎn)化為交流電，為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行提供電壓等需求[1]。要想保證電動(dòng)機(jī)及時(shí)獲取信號(hào)回路，那么借助控制電路的作用喜愛(ài)，全程監(jiān)督電流電壓情況的同時(shí)，保護(hù)好逆變器等部分，應(yīng)用線路的回饋信息保證正常的電壓以及頻率，為電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在濾波電路當(dāng)中應(yīng)用的直流電，主要就是整流器作用下產(chǎn)生的直流電，比電源頻率脈沖電壓高出6 倍，在實(shí)施操作之后能夠影響直流電壓。對(duì)電壓波動(dòng)加以全面把控，妥善對(duì)脈動(dòng)電壓實(shí)施操作處理。綜合電感與電容構(gòu)成容量，如果元件內(nèi)部還有些許容量的情況下，在不依靠電感的情況下，只需要應(yīng)用濾波電路，就能夠確保電路實(shí)現(xiàn)通暢。

變頻器結(jié)構(gòu)圖

2 電氣傳動(dòng)中變頻器應(yīng)用

文章以某地區(qū)案例進(jìn)行分析，對(duì)其水處理泵房電氣傳動(dòng)變頻器應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行分析，在整個(gè)項(xiàng)目施工過(guò)程中，主要涵蓋從前期設(shè)計(jì)、到中間制造以及包裝、運(yùn)輸?shù)榷喾矫妗Ｆ渲械碾姎鈧鲃?dòng)設(shè)備，主要涵蓋測(cè)溫測(cè)速制動(dòng)柜、自動(dòng)化元件和備品備件；立軸混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪等。從本地區(qū)項(xiàng)目施工現(xiàn)狀下出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)方案，本項(xiàng)目在選泵環(huán)節(jié)主要應(yīng)用一般的形式，為了能夠全面控制好變頻設(shè)備，該單位選擇了多種類型的水泵設(shè)備[2]。與此同時(shí)，水泵電流頻率控制過(guò)程中，單位主要借助變頻設(shè)備的作用，對(duì)其變速加以調(diào)節(jié)進(jìn)行水泵電流頻率的改變。借助轉(zhuǎn)速以及揚(yáng)程等，加以對(duì)水泵流量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

第一，嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)變頻設(shè)備試調(diào)節(jié)過(guò)程中，相關(guān)工作人員就必須結(jié)合水泵設(shè)備日常轉(zhuǎn)速下降程度為核心，對(duì)額定轉(zhuǎn)速加以全面的把控。為了能夠設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，避免機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題的出現(xiàn)，工作人員必須對(duì)正在運(yùn)行的動(dòng)力機(jī)進(jìn)行妥善的管理，嚴(yán)禁超載現(xiàn)象的出現(xiàn)。比如，針對(duì)單泵額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行情況下，在保證水泵轉(zhuǎn)速明顯降低的基礎(chǔ)上，工作人員可以按照變頻器的流量，有效將轉(zhuǎn)速下降到1.3453m3/h。當(dāng)變頻設(shè)備頻率已經(jīng)下降了1/4 時(shí)，此時(shí)的電流頻率輸出量為34.6hz。在工作人員適當(dāng)提高水泵轉(zhuǎn)速時(shí)，可以將變頻器效率加以有效提升，流量達(dá)到每小時(shí)2.566 立方米的情況下，就會(huì)導(dǎo)致輸出電流頻率明顯增加。

第二，為了能夠保證該單位穩(wěn)定經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)，那么單位就必須安排專業(yè)人員，對(duì)變頻器的轉(zhuǎn)速進(jìn)行合理的調(diào)整。在工作人員每次轉(zhuǎn)速調(diào)整之后，會(huì)導(dǎo)致流量出現(xiàn)相應(yīng)的變化。為了能夠滿足單位日常生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對(duì)水的需求，工作人員可以對(duì)水泵轉(zhuǎn)速加以合理的上升與下降操作，目前來(lái)看，已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。鑒于之前單位經(jīng)常發(fā)生的斷流等問(wèn)題，通過(guò)將變頻設(shè)備安裝在各級(jí)泵站當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所有梯級(jí)提水流量合理的把控。與此同時(shí)，全過(guò)程體現(xiàn)出了節(jié)能環(huán)保理念，長(zhǎng)期來(lái)看，是提高本單位經(jīng)濟(jì)效益的重要保證。正因?yàn)樽冾l器的應(yīng)用，還能夠防止單位突發(fā)停泵現(xiàn)象的發(fā)生，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)打下良好的基礎(chǔ)[3]。

3 變頻器的應(yīng)用注意事項(xiàng)

在電氣傳動(dòng)中應(yīng)用變頻器，本單位需要安排專業(yè)人員，全程監(jiān)督好設(shè)備運(yùn)行的溫度變化，合理對(duì)變頻器溫度加以計(jì)算。工作人員對(duì)變頻器頻率加以調(diào)節(jié)，就必須對(duì)中間環(huán)節(jié)中熱能的出現(xiàn)情況引起重視。嚴(yán)格遵循行業(yè)要求，如果發(fā)現(xiàn)溫度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，那么必須交由技術(shù)人員第一時(shí)間進(jìn)行處理，通常情況下，最常見(jiàn)的方法有安裝相應(yīng)變頻柜等舉措。比如，為了對(duì)溫度進(jìn)行全面的把控，工作人員在計(jì)算變頻柜總體能耗時(shí)，完全可以借助溫度的計(jì)算形式進(jìn)行處理。

為了避免變頻器接地操作過(guò)程中對(duì)周邊工作人員生命安全造成威脅，做好外部因素抗干擾工作保護(hù)至關(guān)重要。像一些有著較大漏洞的部分，在對(duì)電源交流電源進(jìn)行保護(hù)時(shí)，需要制定妥善的保護(hù)方案對(duì)導(dǎo)體加以合理管控。大多數(shù)情況下，一些變頻器必然需要接地操作，在此環(huán)節(jié)當(dāng)中，工作人員就必須對(duì)回路加以合理控制，提高跳頻合理性。通過(guò)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，最常見(jiàn)的抗干擾方法，主要就是外部信號(hào)控制形式，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是基于同一管道當(dāng)中，信號(hào)線借助雙屏蔽形式，合理的與主電路進(jìn)行分開(kāi)。

在變頻器工作當(dāng)中，輸入電流面臨較低諧波含量時(shí)，為了能夠確保設(shè)備更好的應(yīng)對(duì)大量的無(wú)功功率，此時(shí)可以應(yīng)用電抗器設(shè)備，來(lái)進(jìn)行抗干擾工作。與此同時(shí)，為了保證變頻器運(yùn)行過(guò)程中噪音問(wèn)題的出現(xiàn)，針對(duì)機(jī)柜當(dāng)中的設(shè)備，單位需要定期實(shí)施全面的檢測(cè)。另外，工作人員在進(jìn)行變頻器接地操作環(huán)節(jié)當(dāng)中，必須保證其中的金屬外殼能夠全面接地，避免因?yàn)橥饨绶N種因素下，其他設(shè)備對(duì)變頻器實(shí)施充電操作。同時(shí)，嚴(yán)格遵循行業(yè)規(guī)定，此時(shí)變頻器接地導(dǎo)線的截面積一般應(yīng)不小于2.5mm2，長(zhǎng)度控制在20m 以內(nèi)。針對(duì)單位可能應(yīng)用了多個(gè)變頻器設(shè)備，此時(shí)必須保證所有的變頻器接地[4]。

單位應(yīng)該從自身發(fā)展現(xiàn)狀下出發(fā)，構(gòu)建完善的高泄漏標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其中電纜部分加以全面保護(hù)的同時(shí)，對(duì)交流電源也是一種妥善的管理舉措。大多數(shù)情況下，單位必須保證所有的變頻器加以有效的接地；針對(duì)其中重要的生產(chǎn)范圍，單位應(yīng)該注重回路控制環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，確保跳頻精度有效提升，盡可能的推進(jìn)變頻器使用的同時(shí)，還能夠發(fā)揮出巨大的性能。在有效防止變頻器干擾過(guò)程中，電驅(qū)動(dòng)作為一種常見(jiàn)的形式，主要涵蓋外部信號(hào)控制和屏蔽干擾源。具體來(lái)講，首先，有效控制信號(hào)線的長(zhǎng)度在23m 之內(nèi)；在對(duì)信號(hào)線進(jìn)行屏蔽時(shí)，可以借助雙芯屏蔽方式，保證主電路線與信號(hào)線全面的隔離開(kāi)來(lái)，使其兩者不相同；其次，單位應(yīng)該定期組織專業(yè)人員，全面檢查機(jī)柜當(dāng)中的所有設(shè)備，確保設(shè)備發(fā)揮正常性能的同時(shí)，嚴(yán)格把控好設(shè)備的質(zhì)量水平，避免噪音現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 結(jié)論

為了能夠充分發(fā)揮變頻器在電氣傳動(dòng)中的應(yīng)用價(jià)值，文章首先對(duì)變頻器構(gòu)成情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，重點(diǎn)針對(duì)具體的應(yīng)用措施進(jìn)行了深入分析，希望能夠確保所有變頻器性能有效發(fā)揮的同時(shí)，也能夠具備安全性以及穩(wěn)定性的運(yùn)行要素。